不同技术条件下露天矿最终境界变化情况分析

基于 Opmetalminer 软件系统，综合考虑改变回采率、选矿回收率及废石混入率 3 种技术参数取值对露天矿最终境界的影响。首先根据矿山的地质数据构建相应的矿床数值模型，主要包括地表标高模型、台阶模型以及品位模型；然后根据矿山提供的相关技术参数及市场现时价格对境界进行优化，从而得到基础境界；最后分别对改变废石混入率、改变回采率与废石混入率、改变选矿回收率 3 种情况进行分析讨论。结果表明：单独考虑废石混入率时，废石混入率突破从 8% 降至 7% 的技术瓶颈时，可以获得增长幅度最大的境界盈利值；同时考虑回采率与废石混入率时，回采率突破从 91% 提升至 92% 的技术瓶颈时，尽管废石混入率从 2% 增至 3%，但依然可以获得增长幅度最大的境界盈利值；单独考虑选矿回收率时，选矿回收率突破从 79% 提升至 80% 的技术瓶颈时，可以获得增长幅度最大的境界盈利值。     

技术条件变化对露天矿境界影响研究

回采率、选矿回收率和废石混入率是影响露天矿优化设计的重要技术参数。研究露天矿随这些参数变化的灵敏度具有重要意义,对矿山经济效益和设计规模有重要影响。首先,基于案例矿山建立露天矿优化基础模型,包括地表标高模型、品位模型和台阶模型;其次,基于浮锥排除法基本原理,结合当前市场行情和矿山技术条件,优化境界;最后,分别考虑回采率、选矿回收率和废石混入率在给定变化范围内,露天矿经济效益和生产规模变化特点。研究发现,露天矿无论是经济效益还是设计规模,对这三大技术参数灵敏度都有较大差别。     

我国铝土矿资源开发利用“三率”调查与评价

介绍了我国铝土矿开采回采率、选矿回收率和综合利用率"三率"调查结果。我国铝土矿资源以一水硬铝石为主,年采出矿石量18 409.5 kt。大型矿山数量占全国总数的4.08%,采出矿石量占全国总量的45.30%。我国铝土矿资源开采回采率、选矿回收率、综合利用率分别为83.91%、84.99%、75.48%,全国铝土矿废石平均利用率3.42%,铝土矿选矿尾矿暂未规模化利用。     

我国铜矿资源开发利用“三率”调查与评价

介绍了我国铜矿开采回采率、选矿回收率和综合利用率"三率"调查结果。我国铜矿资源以硫化矿为主,年采出矿石量约121 059.6 kt。大型矿山数量占全国总数的7.60%,采出矿石量占全国总量的77.69%。我国铜矿资源开采回采率、选矿回收率、综合利用率分别为92.45%、89.10%、62.70%,全国铜矿废石平均利用率0.49%,尾矿利用率为9.18%。     

我国铅矿资源开发利用“三率”调查与评价

介绍了我国铅矿开采回采率、选矿回收率和综合利用率"三率"调查结果。我国铅矿资源以以硫化铅锌矿石和混合铅锌矿为主,年采出矿石量8 946.7 kt。小型矿山数量占全国总量的96.67%,采出矿石量占全国总量的65.38%。我国铅矿资源开采回采率、选矿回收率、综合利用率分别为86.85%、84.69%、74.29%;我国铅矿尾矿利用率7.25%,废石利用率13.56%。     

基于响应曲面法的崩落法采场结构参数优化

针对无底柱分段崩落法放矿过程中顶部、侧面和正面等各部位废石混入情况无法定量分析的问题,设计了一种原位替换法相似性物理模拟试验,得到了各部位废石混入量,找到了各部位废石混入关键点。 利用Design-Expert中Box-Behnken方法设计了15组试验,系统研究了分段高度、进路间距和崩矿步距之间交互作用对废石混入的影响,构建了以混岩率为响应值的二次响应面模型,运用响应面分析法得到了最优采场 结构参数,并对优化结果采用原位替换法进行了验证。结果表明：①采用矿山原结构参数分段高度、进路间距和崩矿步距分别为12 m、12 m和3 m进行原位替换法相似性物理模拟试验,当矿石回采率为80%时,正面废 石、两侧废石和顶部废石的混入率分别为16.7%、8.3%和2.5%,矿石总混岩率为27.5%;②对响应面模型进行分析,分段高度、进路间距和崩矿步距及其交互作用均对矿石混岩率有显著影响,回归模型拟合的相关系数 接近于1,方程的预测数据和实际数据之间具有一致性,优化后的分段高度、进路间距和崩矿步距分别为16.59 m、17.42 m和4.02 m;③矿石回采率为80%时,优化后的结构参数与原结构参数相比,正面和两侧废石混 入率分别降低3.6%和1.7%,顶部废石混入率增加0.7%,总混岩率降低4.6%,取得了较好的放矿效果。上述研究进一步表明：采用原位替换法对废石混入规律进行分析,并通过响应面法对结构参数进行优化的研究思路 具有一定的实用性和可操作性,对矿山采场结构参数优化具有一定的参考意义。     

基于改进方法的Whittle境界优化应用

露天矿山境界优化是露天矿设计工作的基础,对矿山能力的核定及盈利能力的判断有重要影响。以某露天金矿为例,利用Surpac软件建立矿区块体模型,通过对矿权范围以外的矿石或废石属性赋值从而实现矿权开采区域的约束,对推断的内蕴经济资源量(国内一般记为333资源量)的矿石建立单独的矿石类型属性,以利用系数0.5～0.8对其选矿回收率进行相应打折后,在Whittle中进行境界优化,结果表明:改进后的方法既解决了Whittle圈定境界时的范围约束问题,同时使包含推断的内蕴经济资源量类型矿山的境界优化结果更加精确。     

基于离散元的端部放矿矿岩运移规律研究

崩落法端部放矿矿岩直接接触,顶部、正面、侧面等多方面覆盖岩废石的混入是造成矿石贫化的主要原因,为了研究无底柱分段崩落法放矿过程中废石混入过程,对矿岩颗粒间的受力进行分析,基于离散元理论构建放矿数值模型,将模拟结果与现场实际放矿指标进行对比分析,验证了数值模拟的可靠性,模拟结果表明：矿石回采率达到85%时,总混岩率29.70%,其中正面废石占比92%,混入量最大；两侧废石混入占比7.4%,混入量次之；顶部废石混入0.86%,混入最少。矿岩放出体呈现出“上宽下窄”对称椭球体缺,放出体高度随放矿时间增大呈幂函数关系增大。放矿过程中,逐渐形成较为稳定的速度场及力场,矿岩颗粒发生运移和旋转,并伴随着力链不断的断裂与重组,在放矿口上方形成拱形放矿松动体。     

我国磷矿资源综合利用水平调查与评价

对全国359座采矿权证磷矿山开发利用水平进行了调查评价。介绍了我国磷矿资源分布特点及其工业类型,统计分析了矿产开发利用"三率"(开采回采率、选矿回收率、综合利用率)指标及其影响因素等。结果表明,我国磷矿资源主要分布在南方地区,矿石类型以硅钙(镁)质磷块岩矿石、硅质磷块岩矿石、磷灰石(岩)矿石为主,年采出矿石量6 204.01万t。矿山数量以小型为主,占全国总量的58.33%,矿石开采以大中型矿山为主,采出矿石量占全国总量的77.59%。我国磷矿资源开采回采率、选矿回收率、综合利用率分别为82.70%、89.97%、77.79%;我国磷矿尾矿利用率16.77%,废石利用率1.22%。     

我国石墨资源开发利用“三率”调查与评价

介绍了我国石墨资源开采回采率、选矿回收率和综合利用率"三率"调查结果。我国石墨矿山2011年采出矿石量7 048.0 kt,大型矿山数量占全国总数的29.63%,采出矿石量占全国总量的71.85%。我国石墨资源开采回采率、选矿回收率、综合利用率分别为93.29%、85.11%、80.47%,尾矿平均利用率5.19%。     

我国硫铁矿资源开发利用“三率”调查与评价

介绍了我国硫铁矿开采回采率、选矿回收率和综合利用率"三率"调查结果。我国硫铁矿资源以黄铁矿为主,年采出矿石量8 443.4 kt。大型矿山数量占全国总数的5.00%,采出矿石量占全国总量的69.47%。我国硫铁矿资源开采回采率、选矿回收率、综合利用率分别为89.59%、83.93%、71.79%,我国硫铁矿尾矿利用率10.24%。     

我国镍矿资源开发利用“三率”调查与评价

介绍了我国镍矿开采回采率、选矿回收率和综合利用率"三率"调查结果。我国镍矿资源以硫化镍为主,年采出矿石量约12 588.3 kt。大型矿山数量占全国总数的8.57%,采出矿石量占全国总量67.36%。我国镍矿资源开采回采率、选矿回收率、综合利用率分别为92.37%、80.82%、71.27%,我国镍矿尾矿利用率2.59%。     

基于Whittle的露天矿开采境界优化应用研究

Whittle软件是当前国际上矿山境界优化的最佳软件之一,借助Whittle软件对某矿山露天开采境界进行优化应用研究,通过建立地质模型,确定露天采场边坡参数,结合采选成本、采矿贫化率和损失率、选矿回收率、金属价格和采矿生产能力等技术经济参数进行开采境界的计算分析,选取NPV值最大的优化境界作为最优开采境界,实现了增加矿石量和减少剥离量的目的,满足了矿山生产需求。     

废石尾砂胶结充填体断裂特性试验研究

保证假顶稳定是下向水平分层充填法开采的前提，在矿山构筑假顶时，除配置适当比例的尾砂和水 泥之外，也会加入适量废石来提高假顶的稳定，同时处理开采过程中产生的废石，以达到绿色开采的目的。通过对 含预制裂缝的废石尾砂胶结充填体试件开展三点弯曲实验，将基于边界影响的准脆性断裂模型应用于充填体断裂 力学特性研究中，分析了胶结剂含量、废石粒径和废石含量对废石尾砂充填体的影响。随着胶结剂含量的增加废 石尾砂胶结充填体断裂韧度近似线性增加；废石的加入能够提高充填体的断裂韧度，但是废石的粒径和分布的影 响存在一个合适的废石混入率；同时，仅仅考虑优良级配也达不到最佳的组成结构，还需考虑充填体的胶结剂含量 和废石掺入量。     

我国钾盐资源开发利用“三率”调查与评价

介绍了我国钾盐资源盐田采收率(固体矿为开采回采率)、选矿回收率、综合利用率"三率"调查结果,我国钾盐资源以卤水钾盐为主,年采出矿石量47 288.2 kt。大型矿山数量占全国总数的55.56%,采出矿石量占全国总数的88.65%。我国钾盐资源盐田采收率(开采回采率)、选矿回收率、综合利用率分别为71.22%(69.00%)、55.64%、39.62%。我国钾盐矿共伴生资源及尾矿暂未利用。     

干式充填法在五龙沟金矿薄矿体回采中的应用研究

为合理开发利用地下黄金矿产资源，达到技术经济合理、回采率高、贫化率低、生产成本低的目的，针对五龙沟金矿倾斜或急倾斜薄富矿体回采提出了采矿方法的研究，通过对比分析无底柱分段崩落法与干式充填法，得出矿山采用干式充填法技术参数提升空间大、应用效果显著。干式充填法的应用有效降低了矿山回采综合损失率和贫化率，解决了以往薄矿体回采时高贫化高损失的技术难题，同时符合《黄金行业绿色矿山建设规范》中矿井废石就地充填的要求，距离绿色矿山建设更近一步。     

覆盖层岩块容重对岩石混入的影响

针对无底柱分段崩落法端部放矿损失贫化大的问题,以理论力学为基础,分析岩块容重、合力大小、岩石混入三者之间的关系。同时以生产矿山采场参数为依据,设计制作实验模型,选取一定粒度和容重的岩石和矿石材料,对覆盖层岩块容重对岩石混入的影响进行了实验研究。研究表明:覆盖层岩块容重的大小对岩石混入率的影响较为明显。在其他条件一定的情况下,岩石混入率随着覆盖层岩块容重的增大而增加,随容重的减小而减少。生产矿山在形成覆盖层时,要考虑岩块容重对放矿的影响。如果覆盖层岩块容重较大,废石漏斗很快形成,废石过早混入,会使顶部矿石不能有效放出。在条件允许范围内,选用容重较小的岩石作为覆盖层,为矿山科学合理形成覆盖层提出了一条新的依据,对降低矿山矿石的损失贫化,提高经济效益具有指导意义。     

矿石回收率与贫化率关系的实验研究

分析了非均匀崩落矿岩散体在放矿过程中的流动特点，通过相似模拟实验，得出了非均匀矿岩散体在放矿过程中，放出矿石贫化的主要原因是放出口矿岩界面漏斗破裂，而不是矿岩颗粒在下移过程中的相互掺杂；在覆岩废石颗粒粒径大于或与矿石颗粒粒径接近时，采用见到废石漏斗破裂便停止放出放矿方式，可取得较好的放矿指标；当覆岩废石颗粒粒径小于矿石时，由于细小废石颗粒的穿流作用，使放出矿石过早地产生贫化，为了提高矿石回收率，就应该适当地增加废石的混入量，按照低贫化放矿方式直到见到矿岩界面正常到达出矿水平才停止放矿。采用低贫化放矿方式，低的矿石贫化率同样可以达到较高的矿石回收率。     

都龙采场剥离废石中锡石高效预富集新技术研究

针对云南都龙采场剥离废石中有色金属的回收进行了高效预富集新技术研究。工艺矿物学研究表明,废石中不同目的矿物的共生关系整体较为简单。试验结果表明,将含锡0.1%左右的剥离废石原料分成-70～+30mm、-30～+5 mm、-5～+0.5 mm、-0.5 mm四个粒级,分别采用光电选矿机、粗粒跳汰机、细粒跳汰机和螺旋分选机等不同选矿工艺和组合设备对不同粒级含锡废石进行预富集回收,得到品位为0.290%、回收率大于56.82%、富集比2.74的锡精矿产品,该高效预富集新技术对保障战略金属锡资源安全、提高锡综合利用率、延长矿山服务年限具有重大意义。     

基于多方法联合的无底柱采场端壁倾角优选

以首云铁矿为工程背景,联合运用物理模拟试验法及PFC2D软件数值模拟试验法,分别对端壁倾角为80°、85°、90°三种不同方案进行模拟试验研究,并且绘制出了三种不同方案条件下矿石的回收率、废石的混入率以及回贫差的变化曲线。通过其变化曲线可知,当端壁倾角在85°左右时,矿石回收率以及回贫差取得最优值。进而为矿山端壁倾角的选择提供科学依据。